(57)【要約】【課題】  光ピックアップ、及びこれを使用する光記録及び／または再生機器、及びトラッキングエラー信号の検出方法を提供する。【解決手段】  光源と、入射光を集束して情報記録媒体にフォーカスする対物レンズと、光源側から入射される光を回折によりメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとに分割し、第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅が減るように、第１サブビーム及び第２サブビームに連続的に変化される波面を形成するホログラムグレーティングと、情報記録媒体に照射された後、反射されたメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを受光し、メインビームに対するメインプッシュプル信号、第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号を得ることができるように設けられた光検出器とを備えることを特徴とする光ピックアップ、及びこれを使用する光記録及び／または再生機器である。【選択図】      図５
2006286183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
入射光を集束して情報記録媒体にフォーカスする対物レンズと、
前記光源側から入射される光を回折によりメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとに分割し、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅が減るように、前記第１サブビーム及び第２サブビームに連続的に変化される波面を形成するホログラムグレーティングと、
情報記録媒体に照射された後、反射されたメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを受光し、前記メインビームに対するメインプッシュプル信号、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号を得ることができるように設けられた光検出器とを備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記ホログラムグレーティングは、前記第１サブビーム及び第２サブビームに、非点収差、球面収差及びデフォーカスのうちいずれか一つを付加し、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅を減らす連続的に変化される波面を形成するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記対物レンズのシフト時、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号の主成分は、ＤＣ成分になることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記対物レンズのシフト時、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号の主成分は、ＤＣ成分になることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記メインビームは、０次回折ビームであり、前記第１サブビーム及び第２サブビームは、±１次回折ビームであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記メインビームと第１サブビーム及び第２サブビームは、情報記録媒体の同一トラック上に照射されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記光源は、赤色波長領域の光を出射し、
前記光ピックアップは、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷタイプディスクに対して互換トラッキングサーボを具現することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記光源は、青色波長領域の光を出射し、
前記光ピックアップは、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤタイプディスクに対して互換トラッキングサーボを具現することを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
請求項１項ないし請求項６のうちいずれか一項に記載の光ピックアップと、
前記光ピックアップの光検出器で検出された信号を利用し、下記の式（１）によってトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を検出する信号処理部とを備えることを特徴とする光記録及び／または再生機器：
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−Ｋ×ＳＰＰ          （１）
ここで、ＭＰＰは、前記メインビームに対するメインプッシュプル信号、ＳＰＰは、第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号、Ｋは、係数である。
【請求項１０】
前記光源は、赤色波長領域の光を出射し、
前記光ピックアップは、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷタイプディスクに対して互換トラッキングサーボを具現することを特徴とする請求項９に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１１】
前記光源は、青色波長領域の光を出射し、
前記光ピックアップは、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤタイプディスクに対して互換トラッキングサーボを具現することを特徴とする請求項９に記載の光記録及び／または再生機器。
【請求項１２】
光源から出射された光を回折によりメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとに分割し、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅が減るように、前記第１サブビーム及び第２サブビームに連続的に変化される波面を形成するステップと、
前記メインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを情報記録媒体に照射し、そこから反射されたメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを前記メインビームに対するメインプッシュプル信号と前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号とを検出できるように分割受光するステップと、
前記メインビームを分割受光して検出された信号からメインプッシュプル信号を具備し、前記第１サブビーム及び第２サブビームを分割受光して検出された信号からサブプッシュプル信号を求め、前記メインプッシュプル信号から所定係数を乗じた前記サブプッシュプル信号を差し引いた結果としてトラッキングエラー信号を検出するステップとを含むことを特徴とするトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１３】
前記第１サブビーム及び第２サブビームに、非点収差、球面収差及びデフォーカスのうちいずれか一つを付加し、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅を減らす連続的に変化される波面を形成することを特徴とする請求項１２に記載のトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１４】
前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号の主成分は、ＤＣ成分になることを特徴とする請求項１３に記載のトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１５】
前記メインビームと第１サブビーム及び第２サブビームは、情報記録媒体の同一トラック上に照射されることを特徴とする請求項１２に記載のトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１６】
前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号の主成分は、ＤＣ成分になることを特徴とする請求項１２に記載のトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１７】
前記光源により赤色波長領域の光を出射し、
赤色波長領域で、前記第１サブビーム及び第２サブビームに、連続的に変化される波面を形成するのは、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷタイプディスクに対して互換トラッキングサーボ具現を提供することを特徴とする請求項１２に記載のトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１８】
前記光源により青色波長領域の光を出射し、
青色波長領域で、前記第１サブビーム及び第２サブビームに連続的に変化される波面を形成するのは、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤタイプディスクに対して互換トラッキングサーボ具現を提供することを特徴とする請求項１２に記載のトラッキングエラー信号の検出方法。
【請求項１９】
前記メインビームは、０次回折ビームであり、前記第１サブビーム及び第２サブビームは、±１次回折ビームであることを特徴とする請求項１２に記載のトラッキングエラー信号の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録及び／または再生機器分野に係り、さらに詳細には、相異なるトラックピッチを有する光ディスクに対して互換トラッキングサーボを具現できる光ピックアップ、及びこれを使用する光記録及び／または再生機器、及びトラッキングエラー信号の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多様なフォーマットの光ディスクが登場しつつ、異なるフォーマットのディスクの互換が可能な光ディスク再生及び／または記録装置が要求されている。
【０００３】
例えば、記録用ディスクのうち、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷタイプとＤＶＤ−ＲＡＭタイプのディスクの場合、光源波長と開口数（ＮＡ）は、同じであるが、ディスクのトラックピッチが相異なる。単一トラックピッチに合わされている差動プッシュプル（ＤＰＰ）法のような既存のトラッキングサーボ法では、トラックピッチが相異なるディスク互換が不可能である。従って、１つの光ピックアップでもってトラックピッチの異なったディスクの互換を可能にするトラッキングサーボ技術が必要である。
【０００４】
一般的なＤＰＰ法を利用したトラッキングサーボを具現できる光ピックアップは、光源から光をグレーティングにより０次のメインビームと±１次回折ビームのサブビームとに分割する。この３つの光ビームは、対物レンズを介し、図１に示されているように、光ディスク１の面に光スポットを形成する。
【０００５】
図１は、一般的なＤＰＰ法を具現するように、光ディスク１上に形成される光スポットを示す。図１を参照するに、メインビームスポットＬＢ０は，光ディスク１のグルーブＧ上に位置し、サブビームスポットＬＢ１，ＬＢ２は，メインビームスポットＬＢ０から１／２トラックピッチほど離れたランドＬ上に位置する。光ディスク１から反射されたメインビームとサブビームは、図２に示されているように、光検出器５に受光される。
【０００６】
図２を参照するに、光検出器５は、メインビームを受光するメイン光検出器５ａと、２つのサブビームをそれぞれ受光するサブ光検出器５ｂ，５ｃとからなる。
【０００７】
メイン光検出器５ａの検出信号からメインビームに対するプッシュプル信号ＭＰＰ’が生成される。サブ光検出器５ｂ，５ｃの検出信号からサブビームに対するプッシュプル信号ＳＰＰ’が生成される。
【０００８】
メイン光検出器５ａは、ラジアル方向及びタンジェンシャル方向にそれぞれ二分割された構造を有する。サブ光検出器５ｂ，５ｃは、ラジアル方向に二分割された構造を有する。
【０００９】
メイン光検出器５ａの４個の分割受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びそれから検出された信号、１つのサブ光検出器５ｂの二分割受光領域Ｅ，Ｆ及びそれから検出された信号、他のサブ光検出器５ｃの二分割受光領域Ｇ，Ｈ及びそれから検出された信号を同一記号で表すとき、メインビームのプッシュプル信号ＭＰＰ’と、各サブビームのプッシュプル信号ＳＰＰ１’，ＳＰＰ２’は、式（２）のように表される。
【００１０】
ＭＰＰ’＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ），
ＳＰＰ１’＝Ｅ−Ｆ，                      （２）
ＳＰＰ２’＝Ｇ−Ｈ
メインビームスポットＬＢ０がグルーブＧ上に位置するとき、サブビームスポットＬＢ１，ＬＢ２は、１／２トラックピッチほど離れたランドＬ上に位置するので、メインビームに対するプッシュプル信号ＭＰＰ’とサブビームに対するプッシュプル信号ＳＰＰ’＝ＳＰＰ１’＋ＳＰＰ２’の位相は、図３に示されているように、互いに反対となる。そして、対物レンズのシフトがある場合、ＭＰＰ’とＳＰＰ’とで図４に示されているように、直流（ＤＣ）オフセットが生じるようになる。図３は、対物レンズシフトのないとき、ＭＰＰ’及びＳＰＰ’の波形を示し、図４は、対物レンズシフトのあるとき、ＭＰＰ’及びＳＰＰ’の波形を示す。
【００１１】
前記ＤＣオフセットは、ＭＰＰ’とＳＰＰ’とが同じ位相を有するので、ＤＰＰ法によるトラッキングエラー信号、すなわち、ＤＰＰ信号は、式（３）のような演算で得ることができる。
【００１２】
ＤＰＰ＝ＭＰＰ’−Ｋ×ＳＰＰ’
＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）−Ｋ×（（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ））    （３）
ここで、Ｋは、係数であり、他の項は、前述の通りである。式（３）のように演算する場合、対物レンズシフトによるＤＣオフセット値が除去されたＤＰＰ信号が得られる。
【００１３】
前記の通りに、一般的なＤＰＰ法によりトラッキングサーボを具現する光ピックアップは、光をグレーティングを使用して３つのビームに分割し、光ディスク面上で±１次回折ビームのサブビームを０次ビームであるメインビームから、±１／２トラックピッチほど離れた位置に照射するように構成される。
【００１４】
ところで、ＤＰＰ法を利用した光ピックアップは、光ピックアップの設計／組立時に、サブビームの位置を固定するために、光ピックアップが最適に記録／再生を行うことができる特定トラックピッチを有する光ディスクと異なるトラックピッチを有する光ディスクについては、トラッキングサーボが不可能である。従って、一般的なＤＰＰ法を使用しては、トラックピッチの異なったフォーマットの光ディスクを互換できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前記のような問題点を改善するために案出され、相異なるトラックピッチを有する複数種の光ディスクに対して互換トラッキングサーボを具現できる光ピックアップ、及びそれを使用する光記録及び／または再生機器、及びトラッキングエラー信号の検出方法を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するための本発明による光ピックアップは、光源と、入射光を集束して情報記録媒体にフォーカスする対物レンズと、前記光源側から入射される光を回折によりメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとに分割し、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号の交流（ＡＣ）成分振幅が減るように、前記第１サブビーム及び第２サブビームに連続的に変化される波面を形成するホログラムグレーティングと、情報記録媒体に照射された後、反射されたメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを受光し、前記メインビームに対するメインプッシュプル信号、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号を得ることができるように設けられた光検出器とを備えることを特徴とする。
【００１７】
前記ホログラムグレーティングは、前記第１サブビーム及び第２サブビームに、非点収差、球面収差及びデフォーカスのうちいずれか一つを付加し、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅を減らす連続的に変化される波面を形成するように設けられうる。
【００１８】
前記対物レンズのシフト時、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号の主成分は、ＤＣ成分になる。
【００１９】
前記メインビームは、０次回折ビームであり、前記第１サブビーム及び第２サブビームは、±１次回折ビームでありうる。
【００２０】
前記メインビームと第１サブビーム及び第２サブビームは、情報記録媒体の同一トラック上に照射されることが望ましい。
【００２１】
前記光源は、赤色波長領域の光を出射し、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷタイプ媒体に対して互換トラッキングサーボを具現するように設けられうる。
【００２２】
前記光源は、青色波長領域の光を出射し、ブルーレイディスク（ＢＤ）及びＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＤＶＤ）タイプ媒体に対して互換トラッキングサーボを具現するように設けられうる。
【００２３】
前記目的を達成するための本発明による光記録及び／または再生機器は、前記した特徴点のうち、少なくともいずれか一つを含む光ピックアップと、前記光ピックアップの光検出器で検出された信号を利用し、下記の式（４）によってトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を検出する信号処理部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−Ｋ×ＳＰＰ        （４）
ここで、ＭＰＰは、前記メインビームに対するメインプッシュプル信号、ＳＰＰは、第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号、Ｋは、係数である。
【００２５】
前記目的を達成するための本発明によるトラッキングエラー信号の検出方法は、光源から出射された光を回折によりメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとに分割し、前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅が減るように、前記第１サブビーム及び第２サブビームに連続的に変化される波面を形成するステップと、前記メインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを情報記録媒体に照射し、そこから反射されたメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを前記メインビームに対するメインプッシュプル信号と前記第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号とを検出できるように分割受光するステップと、前記メインビームを分割受光して検出された信号からメインプッシュプル信号を具備し、前記第１サブビーム及び第２サブビームを分割受光して検出された信号からサブプッシュプル信号を求め、前記メインプッシュプル信号から所定係数を乗じた前記サブプッシュプル信号を差し引いた結果としてトラッキングエラー信号を検出するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
前記のような本発明の装置、方法及び処理過程によれば、相異なるトラックピッチを有する複数種の光ディスクに対して互換トラッキングサーボを具現でき、これにより、トラックピッチが相異なる複数種の光ディスクを互換して記録／再生できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付された図面を参照しつつ、相異なるトラックピッチを有する複数種の情報記録媒体、すなわち、光ディスクに対して互換トラッキングサーボを具現できる本発明による光ピックアップ、及びこれを使用する光記録及び／または再生機器、及びトラッキングエラー信号の検出方法について詳細に説明する。
【００２８】
図５は、本発明の一実施例による光ピックアップ５０、及びこれを採用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示し、図６は、図５のホログラムグレーティング１３を概略的に示した平面図である。
【００２９】
図５及び図６を参照するに、本発明による光記録及び／または再生機器は、相異なるトラックピッチを有する複数種の情報記録媒体、すなわち、ＤＶＤ±ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤまたはＨＤ  ＤＶＤタイプの光ディスクのような光ディスクに対して互換トラッキングサーボを具現できるように設けられた光ピックアップ５０と、光ピックアップ５０の検出信号を利用して下記の式（５）によるトラッキングエラー信号を検出する信号処理部１００とを備える。
【００３０】
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−Ｋ×ＳＰＰ        （５）
ここで、Ｋは、係数である。前記Ｋは、対物レンズのシフト時に、メインプッシュプル信号のＤＣオフセット、及びサブプッシュプル信号のＤＣオフセット発生量を考慮し、メインプッシュプル信号からＤＣオフセットを最適に除去できるように決められる。光ピックアップ５０は、光源１１と、入射光を集束して光ディスク１０にフォーカスする対物レンズ１７と、光源１１側から入射される光を回折によりメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとに分割するホログラムグレーティング１３と、光ディスク１０に照射された後、反射されたメインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとを受光する光検出器１９とを備える。また、光ピックアップ５０は、入射光の進路を変換する光路変換器１５と、対物レンズ１７に平行光を入射させるようにコリメーティングレンズ１２とを備えることができる。
【００３１】
光源１１は、光ディスク１０を記録及び／または再生するのに適した所定波長の光を出射する。光源１１は、ＤＶＤ規格に合う赤色波長、例えば、６５０ｎｍ波長、またはＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ規格に合う青色波長、例えば、４０５ｎｍ波長の光を出射するように設けられうる。
【００３２】
光源１１がＤＶＤ規格に合う赤色波長の光を出射する場合、本発明による光ピックアップ５０、及びこれを採用した光記録及び／または再生機器１０００は、トラックピッチの相異なるＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷタイプディスクに対する互換トラッキングサーボを具現できる。このとき、対物レンズ１７は、ＤＶＤ規格に合う０．６の有効開口数を有するように設けられることが望ましい。
【００３３】
また、光源１１がＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ規格に合う青色波長の光を出射する場合、本発明による光ピックアップ５０及びこれを採用した光記録及び／または再生機器１０００は、トラックピッチが相異なるＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤタイプディスクに対する互換トラッキングサーボを具現できる。また、本発明による光ピックアップ５０及びこれを採用した光記録及び／または再生機器１０００は、ＨＤ  ＤＶＤ規格に属しつつ、トラックピッチが相異なるＨＤ  ＤＶＤ−Ｒ及びＨＤ  ＤＶＤ−ＲＷタイプディスクに対する互換トラッキングサーボを具現できる。ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤタイプディスクを互換採用するように、対物レンズ１７は、ＢＤタイプディスクに対して０．８５の有効開口数、ＨＤ  ＤＶＤタイプディスクに対して０．６５の有効開口数を有するように形成できる。
【００３４】
前記の通りに互換トラッキングサーボ具現の可能な本発明による光ピックアップ５０及びこれを採用した光記録及び／または再生機器１０００は、トラックピッチが相異なる複数種の光ディスクを記録／再生できる。
【００３５】
ここで、ＤＶＤ規格に属するＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±ＲＷ規格の場合、光源の波長、対物レンズの開口数、そして光ディスク基板の厚さは、互いに同一であり、ただしトラックピッチや光ディスク構造が異なる。ＤＶＤ規格で、光源の波長は、６５０ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．６である。
【００３６】
次世代光メモリ規格、すなわち、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ規格の場合、光源の使用波長だけ同一であり、両規格間の光ディスクの厚さ、対物レンズの開口数、トラックピッチがいずれも異なる。ＢＤ規格で、光源の波長は、４０５ｎｍ、光ディスクの厚さ（保護層の厚さ）は０．１ｍｍであり、対物レンズの開口数は、０．８５である。ＨＤ  ＤＶＤ規格で、光源の波長は、４０５ｎｍ、光ディスク厚さ（基板厚さ）は、０．６ｍｍであり、対物レンズの開口数は、０．６５である。
【００３７】
図５では、光ピックアップ５０が、光源１１と光検出器１９とが分離された分離型光学系であり、光源１１と光検出器１９とをそれぞれ一つずつ具備する例を示す。図５の光ピックアップ５０で、光源１１は、単一波長の光を出射するように設けられうる。また、光源１１は、複数フォーマットの光ディスク、例えば、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤタイプディスクのうち、少なくともいずれか一つとＤＶＤタイプディスクとを互換採用できるように、複数波長の光を出射するマルチ型光源でありもする。光ピックアップ５０は、相異なる波長の光を使用する複数フォーマットの光ディスクを互換採用できるように、ホログラム光モジュールなどを追加的にさらに具備することもできる。それ以外にも、光ピックアップ５０の光学的構成は、多様に変形されうる。
【００３８】
光ピックアップ５０で、ホログラムグレーティング１３は、光源１１側から入射される光を回折により、メインビームと第１サブビーム及び第２サブビームとに分割し、第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅が減るように、第１サブビーム及び第２サブビームに連続的に変化される波面を形成する。前記メインビームは、０次回折ビーム、前記第１サブビーム及び第２サブビームは、±１次回折ビームでありうる。
【００３９】
ホログラムグレーティング１３は、第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分振幅が減るように、第１サブビーム及び第２サブビームに非点収差、球面収差及びデフォーカスのうちいずれか一つを付加して連続的に変化される波面を形成する。図６は、ホログラムグレーティング１３のホログラムパターンが第１サブビーム及び第２サブビームに非点収差を付加して連続的に変化される波面を形成するように設けられた例を示す。
【００４０】
ホログラムグレーティング１３により、第１サブビーム及び第２サブビームに非点収差、球面収差及びデフォーカスのうちいずれか一つを付加することにより、サブプッシュプル信号のＡＣ成分の振幅が減ることについての詳細な説明は後述する。
【００４１】
一方、図７は、光ディスク１０上に照射されるメインビームのスポットＬＢｍと第１サブビーム及び第２サブビームのスポットＬＢｓ１，ＬＢｓ２を示すが、メインビームのスポットＬＢｍは、グルーブＧ上に位置し、第１サブビーム及び第２サブビームのスポットＬＢｓ１，ＬＢｓ２も、グルーブＧ上に位置する。すなわち、図７に図示されたように、メインビームスポットＬＢｍ、第１サブビーム及び第２サブビームスポットＬＢｓ１，ＬＢｓ２は、光ディスク１０の同一トラック上に形成されることが望ましい。
【００４２】
光ピックアップ５０の光検出器１９は、図８に示されているように、メインビームに対するメインプッシュプル信号、第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号を得ることができるように設けられる。図８は、本発明による光ピックアップ５０に適用されうる光検出器１９の一例、及びその光検出器１９に受光されるメインビームスポットＬＢｍ’、第１サブビームスポットＬＢＳ１’及び第２サブビームスポットＬＢｓ２’を示す。図８を参照するに、光検出器１９は、メインビームスポットＬＢｍ’を受光してメインビームに対するメインプッシュプル信号ＭＰＰを生成できるように設けられたメイン光検出器１９ａと、第１サブビームスポットＬＢＳ１’及び第２サブビームスポットＬＢｓ２’を受光して第１サブビーム及び第２サブビームに対するサブプッシュプル信号ＳＰＰを生成できるように設けられた第１サブ光検出器１９ｂ及び第２サブ光検出器１９ｃを備える。
【００４３】
メイン光検出器１９ａは、ラジアル方向に二分割され、タンジェンシャル方向に二分割された構造の四分割受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを具備できる。受光領域とそこから検出される信号を同一記号で表すとき、このメイン光検出器１９ａの検出信号を利用して得られるメインプッシュプル信号ＭＰＰは、（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）となる。
【００４４】
第１サブ光検出器１９ｂ及び第２サブ光検出器１９ｃは、それぞれラジアル方向に二分割された構造の二分割受光領域Ｅ，Ｆ；Ｇ，Ｈを具備できる。受光領域とそれから検出される信号を同一記号で表すとき、この第１サブ光検出器１９ｂ及び第２サブ光検出器１９ｃの検出信号を利用して得られるサブプッシュプル信号ＳＰＰは、（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）となる。
【００４５】
前記の通りにホログラムグレーティング１３が第１サブビーム及び第２サブビームに非点収差、球面収差及びデフォーカスのうちいずれか一つを付加して連続的に変化される波面を形成するように設けられ、光検出器１９がメインビームに対するメインプッシュプル信号ＭＰＰ、第１サブビーム及び第２サブビームに対しサブプッシュプル信号ＳＰＰを得ることができるように設けられる場合、相異なるトラックピッチを有する複数種の光ディスクに対する互換トラッキングサーボ具現が可能である。
【００４６】
信号処理部１００は、光検出器１９のメイン光検出器１９ａの四分割数光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの検出信号、第１サブ光検出器１９ｂ及び第２サブ光検出器１９ｃの二分割数光領域Ｅ，Ｆ；Ｇ，Ｈの検出信号から、式３によってトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を検出するように設けられる。信号処理部１００は、例えば、メイン光検出器１９ａの検出信号を入力されてメインプッシュプル信号ＭＰＰを生成する第一次同期、第１サブ光検出器１９ｂ及び第２サブ光検出器１９ｃの検出信号を入力されてサブプッシュプル信号ＳＰＰを生成する第二次同期、サブプッシュプル信号を前記所定係数Ｋほど増減させるゲイン調整器、メインプッシュプル信号ＭＰＰから調整されたサブプッシュプル信号ＳＰＰを差し引いてトラッキングエラー信号ＴＥＳを出力する第三次同期信号を含む構成を有することができる。
【００４７】
前記のような本発明による光ピックアップ５０及びこれを採用した光記録及び／または再生機器１０００のトラッキングエラー信号の検出方式によれば、光源１１から出射されるビームを０次ビームと±１次ビームとに分けるホログラムグレーティング１３を利用し、±１次ビーム（第１サブビーム及び第２サブビーム）に、例えば、非点収差などを加え、該サブビームを利用して対物レンズ１７のシフトに発生するメインプッシュプル信号のＤＣオフセットを除去する。かかる本発明によるトラッキングエラー信号の検出方式によれば、サブビームスポットの位置と関係なく使用できるので、光ディスク１０のトラックピッチと関係なくトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００４８】
以下では、本発明によるトラッキングエラー信号の検出方式により、トラックピッチと関係なくトラッキングエラー信号を検出できる原理を、トラックピッチの相異なるＤＶＤ−ＲＡＭタイプディスクとＤＶＤ−ＲＷタイプディスクの場合を例にして詳細に説明する。
【００４９】
記録用光ディスクにビームが入射されれば、該ビームは、光ディスクで反射回折されて対物レンズ１７を介して戻って出てくる。このとき、光ディスク面のパターンに起因して光ディスクで回折された±１次ビームと０次ビームとが重なる領域での干渉現象により、戻って出てくるビームには、ベースボール（ｂａｓｅｂａｌｌ）パターンが形成され、プッシュプル信号を得ることができる。
【００５０】
このとき、入射ビームに収差などによる波面変化のない平面波は、０次ビームと±１次ビームとの位相差が全体重畳領域で一定なために、ベースボールパターンの明るさが全体重畳領域で一定である。このビームスポットがトラックに垂直（ラジアル方向）に移動すれば、一般的なプッシュプル信号が得られる。
【００５１】
ところで、本発明のように、入射ビームに、例えば、収差などを付加して連続的な波面変化を形成すれば、干渉領域の位置により、０次ビームと±１次ビームとの位相差が発生し、ベースボールパターンの中に干渉模様パターンが形成され、これにより、プッシュプル信号の強度が低下し、適当な成分の収差を十分に大きく与えれば、プッシュプル信号が消える。
【００５２】
例えば、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの入射ビームに非点収差を与えれば、非点収差係数Ｗ２２により、プッシュプル信号振幅が図９のように減り、非点収差係数Ｗ２２値が特定条件を越えれば、プッシュプル信号が消去されるということを確認することができる。このときのベースボールパターンＢＰは、図１０のようである。図１０は、入射ビーム非点収差係数Ｗ２２＝０．８λである場合、ＤＶＤ−ＲＷ光ディスクで反射されたビームのベースボールパターンＢＰを示す。図１０について述べれば、ベースボールパターンＢＰ中に回折模様が形成されているということが分かる。
【００５３】
入射ビームに付加された非点収差により、プッシュプル信号が消去された状態で、対物レンズ１７のシフトが発生する場合、プッシュプル信号に対物レンズ１７のシフトによるＤＣオフセットが発生する。すなわち、ＡＣ成分はなく、ＤＣオフセットだけ有するプッシュプル信号を得ることができる。
【００５４】
光ピックアップ５０の送光部にのホログラムグレーティング１３を使用すれば、光ディスク１０に照射される３つのビームのうち、メインビーム（０次回折ビーム）は、ホログラムグレーティング１３の影響を受けずに平面波になり、サブビーム（±１次回折ビーム）は、ホログラムグレーティング１３のホログラムパターンの影響で非点収差を有する。その場合、図１１に示されているように、メインプッシュプル信号ＭＰＰは、ＡＣ成分を有するが、サブプッシュプル信号ＳＰＰは、ＡＣ成分がない。
【００５５】
図１１で、左側は、対物レンズ１７のシフトがないときのメインプッシュプル信号ＭＰＰ及びサブプッシュプル信号ＳＰＰを示し、右側は、対物レンズ１７のシフトがあるときのメインプッシュプル信号ＭＰＰ及びサブプッシュプル信号ＳＰＰを示す。
【００５６】
図１２Ａは、対物レンズ１７のシフトがないとき、光検出器１９のメイン光検出器１９ａ、第１サブ光検出器１９ｂ及び第２サブ光検出器１９ｃに受光されるメインビームスポットＬＢｍ’と第１サブビームスポットＬＢＳ１’及び第２サブビームスポットＬＢｓ２’とを示す。図１２Ｂは、対物レンズ１７のシフトがあるとき、光検出器１９のメイン光検出器１９ａ、第１サブ光検出器１９ｂ及び第２サブ光検出器１９ｃに受光されるメインビームスポットＬＢｍ’と第１サブビームスポットＬＢＳ１’及び第２サブビームスポットＬＢｓ２’とを示す。
【００５７】
図１２Ａでのように、対物レンズ１７のシフトがない場合には、図１１の左側に示されているように、メインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとには、ＤＣオフセットがない。メインプッシュプル信号ＭＰＰは、０レベルを基準にトラッキングエラー信号が表れ、サブプッシュプル信号ＳＰＰは、０レベルのＤＣ信号だけがある。このように、非点収差のある第１サブビームスポットＬＢｓ１’及び第２サブビームＬＢｓ２’のベースボールパターンには、干渉模様が生じ、振動するプッシュプル信号がほとんど発生しない。
【００５８】
しかし、図１２Ｂでのように、対物レンズ１７のシフトがある場合には、光検出器１９上でメインビームスポットＬＢｍ’とサブビームスポットＬＢｓ１’，ＬＢｓ２’とが同じ量ほど移動し、図１１の右側のように、いずれもＤＣ成分が発生する。メインプッシュプル信号ＭＰＰは、全体的に一定のＤＣオフセットを有して振動し、サブプッシュプル信号ＳＰＰは、ＤＣオフセットだけ有する。このように、対物レンズ１７のシフト時、サブプッシュプル信号ＳＰＰの主成分は、ＤＣ成分になる。
【００５９】
従って、メインビームに対してメインプッシュプル信号での対物レンズ１７のシフトによるオフセットは、第１サブビーム及び第２サブビームに対して得られるサブプッシュプル信号のＤＣオフセットで除去できる。
【００６０】
前記のような本発明によるトラッキングエラー信号の検出方法、及びこれを実現できる光ピックアップ５０、及び光記録及び／または再生機器１０００によれば、対物レンズ１７のシフト時に、メインプッシュプル信号に発生するＤＣオフセットをそのＡＣ成分の損失なしに除去できるので、トラックピッチが相異なる複数種の光ディスクに対して互換トラッキングサーボを具現できる。
【００６１】
以上では、ホログラムグレーティング１３が±１次ビームに非点収差を加えて変化される波面を形成する場合を例に説明したが、ホログラムグレーティング１３は、±１次ビームに球面収差、またはデフォーカスを加えて変化される波面を形成するように設けられることもある。
【００６２】
図１３は、ホログラムグレーティング１３が±１次ビームに球面収差を加えて変化される波面を形成し、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの入射ビームに球面収差を与えるときに、球面収差係数Ｗ４０によるプッシュプル信号の振幅を示す。図１４Ａは、Ｗ４０（球面収差係数）＝０．６λである球面収差があるとき、ＤＶＤ上に照射されるスポットＳＰＯの形状を示し、図１４Ｂは、図１４Ａに示されたスポットＳＰＯの正規化された強度分布を示す。図１５Ａは、図１４ＡのビームスポットＳＰＯがＤＶＤ−ＲＷ光ディスクに照射され、そこから反射されるときのベースボールパターンＢＰＡを示し、図１５Ｂは、図１４ＡのビームスポットＳＰＯがＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクに照射され、そこから反射されるときのベースボールパターンＢＰＢを示す。
【００６３】
図１３で分かるように、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの入射ビームに球面収差を与える場合にも、球面収差係数Ｗ４０によってプッシュプル信号振幅が減る。これは、図１５Ａ及び図１５ＢのベースボールパターンＢＰＡ，ＢＰＢから分かるように、光ディスク面のパターンにより回折された０次ビームと±１次ビームとの重畳領域が付加された球面収差によって干渉模様が生じるためである。
【００６４】
もちろん、図１３のグラフによれば、球面収差係数Ｗ４０  ０ないし１．８のλ範囲内では、入射ビームに非点収差を与える図９の場合とは異なり、ＤＶＤ−ＲＷ光ディスクに対するプッシュプル信号とＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクに対するプッシュプル信号とが同時に消去される球面収差係数Ｗ４０値は存在しない。
【００６５】
しかし、例えば、ホログラムグレーティング１３を、球面収差係数Ｗ４０が０．６λになるように形成すれば、ＤＶＤ−ＲＷ光ディスクについては、プッシュプル信号を消去できる。また、ＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクについては、プッシュプル信号が完全に消去されないが、球面収差のないときに比べ、そのプッシュプル信号のサイズがはるかに小さい。
【００６６】
従って、サブビームに球面収差を加えて変化される波面を形成する場合にも、ＤＶＤ−ＲＷ光ディスクについては、対物レンズ１７のシフト時、ＤＣオフセットが除去されたトラッキングエラー信号を検出でき、ＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクについては、メインプッシュプル信号ＭＰＰより振幅の小さな、ＤＣオフセットが除去されたトラッキングエラー信号を検出できる。
【００６７】
図１６は、ホログラムグレーティング１３が±１次ビームにデフォーカスを加えて変化される波面を形成し、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの入射ビームにデフォーカスを与えるとき、デフォーカス係数Ｗ２０によるプッシュプル信号振幅を示す。図１７Ａは、Ｗ２０（デフォーカス係数）＝０．８λであるデフォーカスを加えるとき、ＤＶＤ光ディスク上に照射されるスポット（ＳＰＯＡ）の形状を示し、図１７Ｂは、図１７Ａに示されたスポットＳＰＯＡの正規化された強度分布を示す。
【００６８】
図１６で分かるように、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの入射ビームにデフォーカスを与える場合にも、デフォーカス係数Ｗ２０によってプッシュプル信号振幅が小さくなり、デフォーカス係数Ｗ２０値が特定条件を越えれば、プッシュプル信号が消去されるということを確認することができる。
【００６９】
従って、サブビームにデフォーカスを加えて変化される波面を形成する場合にも、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ−ＲＷ光ディスクに対し、対物レンズ１７のシフト時、ＤＣオフセットの除去されたトラッキングエラー信号を検出できる。
【００７０】
従って、前記の通りに、ホログラムグレーティング１３がサブビームに対するサブプッシュプル信号のＡＣ成分が低減するように、サブビームに球面収差やデフォーカスを加えて変化される波面を形成する場合にも、トラックピッチの相異なる複数種の光ディスクに対する互換トラックサーボを具現できる。
【００７１】
図１８は、本発明による光ピックアップ５０を適用した光記録及び／または再生機器１００１の全体システムを概略的に示した図である。図１８を参照するに、光記録及び／または再生機器１００１は、光ディスク１０を回転させるためのスピンドルモータ３１２と、光ディスク１０の半径方向に移動可能に設置され、光ディスク１０に記録された情報を再生及び／または情報を記録する光ピックアップ５０と、光ピックアップ５０の検出信号からトラックピッチの相異なる複数種の光ディスクに対して互換トラッキングサーボ具現が可能なようにトラッキングエラー信号を検出する信号処理部１００と、スピンドルモータ３１２と光ピックアップ５０とを駆動するための駆動部３０７と、光ピックアップ５０のフォーカス、トラッキング及び／またはチルトサーボを制御するための制御部３０９とを備える。信号処理部１００だけでなく、制御部３０９も、組み合わされたメモリ及び制御部３０９の場合に、光記録及び／または再生機器の作動を制御したり、または信号処理部１００の場合に、信号プロセシング機能を行うように、ソフトウェアまたはプログラミングを有する、プロセッサ、マイクロプロセッサ、またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなある適したプロセシングデバイスでありうる。ここで、参照番号３５２は、ターンテーブル、３５３は、光ディスク１０をチャックするためのクランプを表す。
【００７２】
光記録及び／または再生機器１００１において、光ディスク１０から反射された光は、光ピックアップ５０に設けられた光検出器１９を介して検出され、光電変換されて電気的信号に変わる。信号処理部１００は、この電気的信号を入力されてトラッキングエラー信号を生成する。このトラッキングエラー信号は、駆動部３０７を介して制御部３０９に入力される。ここで、信号処理部１００は、光検出器１９から出力される電気的信号からフォーカスエラー信号及び／またはチルト信号も検出するように設けられうる。
【００７３】
駆動部３０７は、制御部３０９の制御下で、スピンドルモータ３１２の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、光ピックアップ５０を駆動する。制御部３０９は、駆動部３０７から入力された信号を基に調節されたフォーカスサーボ、トラッキングサーボ及び／またはチルトサーボ命令をさらに駆動部３０７に送り、光ピックアップ５０のフォーカス、トラッキング及び／またはチルト動作を具現させる。
【００７４】
本発明による光ピックアップ５０を採用した、図５の光記録及び／または再生機器１０００、または図１８の光記録及び／または再生機器１００１のような光記録及び／または再生機器は、トラックピッチの相異なる複数種の光ディスク、例えば、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ光ディスクまたは、ＤＶＤ規格内でトラックピッチの相異なるＤＶＤ±Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクに対して互換トラッキングサーボ具現、及びこれによる記録／再生を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の光ピックアップ及びこれを使用する光記録及び／または再生機器及びトラッキングエラー信号の検出方法は、例えば、光記録／再生関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】一般的なＤＰＰ法を具現するように、光ディスク上に形成される光スポットを示す図である。
【図２】図１の光ディスクで反射された光ビームが受光される光検出器を概略的に示す図である。
【図３】対物レンズシフトのないとき、一般的なＤＰＰ法によるメインプッシュプル信号ＭＰＰ’及びサブプッシュプル信号ＳＰＰ’の波形を示す図である。
【図４】対物レンズシフトがあるとき、一般的なＤＰＰ法によるＭＰＰ’及びＳＰＰ’の波形を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による光ピックアップ及びこれを採用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示す図である。
【図６】図５のホログラムグレーティングを概略的に示した平面図である。
【図７】図５の光ディスク上に照射されるメインビームのスポットＬＢｍと第１サブビームのスポットＬＢｓ１及び第２サブビームのスポットＬＢｓ２とを示す図である。
【図８】本発明による光ピックアップに適用さるうる光検出器の一例、及びその光検出器に受光されるメインビームスポットＬＢｍ’、第１サブビームスポットＬＢＳ１’及び第２サブビームスポットＬＢｓ２’を示す図である。
【図９】光ディスクに入射されるビームに非点収差を与えるとき、非点収差係数Ｗ２２によるプッシュプル信号振幅の変化を示すグラフである。
【図１０】光ディスクに入射されるビームに非点収差を与えるとき、そこから反射されたビームのベースボールパターンを示す図である。
【図１１】左側に、対物レンズシフトのないときのメインプッシュプル信号ＭＰＰ及びサブプッシュプル信号ＳＰＰを示し、右側に、対物レンズシフトのあるときのメインプッシュプル信号ＭＰＰ及びサブプッシュプル信号ＳＰＰを示す図である。
【図１２Ａ】対物レンズシフトがないとき、光検出器のメイン光検出器、第１サブ光検出器及び第２サブ光検出器に受光されるメインビームスポットＬＢｍ’と第１サブビームスポットＬＢＳ１’及び第２サブビームスポットＬＢｓ２’とを示す図である。
【図１２Ｂ】対物レンズシフトがあるとき、光検出器のメイン光検出器、第１サブ光検出器及び第２サブ光検出器に受光されるメインビームスポットＬＢｍ’と第１サブビームスポットＬＢＳ１’及び第２サブビームスポットＬＢｓ２’とを示す図である。
【図１３】ホログラムグレーティングが±１次ビームに球面収差を加えて変化される波面を形成し、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの入射ビームに球面収差を与えるとき、球面収差係数Ｗ４０によるプッシュプル信号振幅の変化を示すグラフである。
【図１４Ａ】Ｗ４０（球面収差係数）＝０．６λである球面収差があるとき、ＤＶＤ上に照射されるスポットの形状を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示されたスポットの正規化された強度分布を示すグラフである。
【図１５Ａ】図１４ＡのビームスポットがＤＶＤ−ＲＷに照射され、そこから反射されるときのベースボールパターンを示す図である。
【図１５Ｂ】図１４ＡのビームスポットがＤＶＤ−ＲＡＭに照射され、そこから反射されるときのベースボールパターンを示す図である。
【図１６】ホログラムグレーティングが±１次ビームにデフォーカスを加えて変化される波面を形成し、ＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの入射ビームにデフォーカスを与えるとき、デフォーカス係数Ｗ２０によるプッシュプル信号振幅を示すグラフである。
【図１７Ａ】Ｗ２０（デフォーカス係数）＝０．８λであるデフォーカスが加えられるとき、ＤＶＤ上に照射されるスポットの形状を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示されたスポットの正規化された強度分布を示すグラフである。
【図１８】本発明による光ピックアップを適用した光記録及び／または再生機器の全体システムを概略的に示し図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，１０  光ディスク
５，１９  光検出器
５ａ，１９ａ  メイン光検出器
５ｂ，５ｃ  サブ光検出器
１１    光源
１２    コリメートレンズ
１３    ホログラムグレーティング
１５    光路変換器
１７    対物レンズ
１９ｂ  第１サブ光検出器
１９ｃ  第２サブ光検出器
５０    光ピックアップ
１００  信号処理部
３０７  駆動部
３０９  制御部
３１２  スピンドルモータ
３５２  ターンテーブル
３５３  クランプ
１０００，１００１  光記録及び／または再生機器
【図１】
2006286183.tif 000003
【図２】
2006286183.tif 000004
【図３】
2006286183.tif 000005
【図４】
2006286183.tif 000006
【図５】
2006286183.tif 000007
【図６】
2006286183.tif 000008
【図７】
2006286183.tif 000009
【図８】
2006286183.tif 000010
【図９】
2006286183.tif 000011
【図１１】
2006286183.tif 000012
【図１２Ａ】
2006286183.tif 000013
【図１２Ｂ】
2006286183.tif 000014
【図１３】
2006286183.tif 000015
【図１４Ｂ】
2006286183.tif 000016
【図１６】
2006286183.tif 000017
【図１７Ｂ】
2006286183.tif 000018
【図１８】
2006286183.tif 000019
【図１０】
2006286183.tif 000020
【図１４Ａ】
2006286183.tif 000021
【図１５Ａ】
2006286183.tif 000022
【図１５Ｂ】
2006286183.tif 000023
【図１７Ａ】
2006286183.tif 000024